太阳能电池板支架：优化方案

1.沙漠电站对支架的要求

1）支架阵列要符合电气性能的要求：

①单元阵列总瓦数与逆变器匹配。

②有固定导线装置，防止导线接头在风力下松动。

2）抗风速可达27m／s，换算为压强，确定为0.45kN／m²。

3）等寿命设计。支架关键是电池组件的装夹，电池组件是由玻璃制成的，四周没有铝合金边框，装夹件直接与玻璃接触，玻璃是易碎品，压力过大或压紧点不在一个平面上，都会造成破碎，支架的刚度、强度再好，基础再稳固，支架与基础的连接再牢，也都徒劳。因此，支架、基础的设计不可盲目追求高刚度、高强度，使加强筋过多，耗费钢材，但也不能柔弱无力，因此压力的大小以玻璃的抗拉强度为准，装夹牢固可靠，玻璃抗拉强度为55MPa，计算在风速27m／s情况下，电池板所受的剪切力。

4）连接点尽可能少，便于现场组装，减少现场组装工作量。

5）抗震性能好。

6）使用寿命25年。

7）热镀锌防腐，现场装配时刮伤、碰伤需要补漆，采用富锌漆作为底漆，可实现阳极保护的作用，再加防锈漆，两道面漆。

8）前后支架之间的间隔距离，以冬至节气，9：00～17：00时间段，电池板不被遮挡为准。

9）电池板横放。

10）薄膜电池周边无装夹用铝框，电池板的装夹，确定为上下各装两块压板，这种形式安全可靠，在橡胶衬垫老化失效的情况下，电池板仍不会脱落，装夹板不可盖住电池，以免影响发电量。(www.xing528.com)

11）支架与基础的连接采用螺栓连接。

12）压板螺栓头不可高出压板，以免妨碍机械清洁电池板。

13）支架安装整齐牢固，刚度、强度达到图样要求，装玻璃电池的平面度＜2mm。

14）电池板安装：

①四块压板在一个平面上，不可使玻璃板产生瓢曲现象，不能产生局部破碎，排布整齐，牢固，经得起速度为27m／s的风力。

②电流相近的安装在一起。

2.支架设计

本工程采用最简捷的设计：前后支柱、12条纵梁，长2700mm；5根横梁，长13500mm；两根斜支撑；6根基础，每两根基础间距2.2m。

横梁用U型钢连接，横梁与支柱也用U型钢连接，固定用不锈钢或热镀锌螺栓连接。横梁与纵梁都采用C型钢，横梁为80mm×40mm×2mm，纵梁为40mm×40mm×2mm，开口为20mm，底部冲有连串的腰形孔，以便于调整距离，方便安装。后排支柱首尾加一斜支撑，以增加其刚性。支架与基础的连接用底板与地脚螺栓连接。横梁与纵梁直接用螺栓连接。电池板装在横梁上，一个阵列四排，每排11块电池板，共装44块。全部采用热镀锌。倾斜角度为36°，电池板最低距地约0.5m。

为保证支架的安全稳定，对所选用的檩条及支架构件需进行验算，主要计算项目包括强度、稳定性、挠度等。檩条计算依据规范公式进行，钢架计算采用中国建筑科学研究院PK PMCAD工程部编制的计算程序《钢结构计算机辅助设计软件》STS（2008年版）计算。所有的连接为刚接。影响支架系统稳定的主要因素是风载荷，因此，确定合理的风载荷成为保证支架系统安全、稳定、经济的主要因素。风载荷取自当地气象资料中多年的最大风速，换算成风压。表17-6为计算用原始数据。

表17-6 计算用原始数据